土木工程畢業(yè)設計--辦公綜合樓建筑和結構設計

1、<p>　　**集團辦公綜合樓建筑和結構設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設計為8層辦公樓，位于南寧市。該設計包括建筑設計和結構設計兩部分。建筑設計部分包括建筑的平面、立面和剖面設計，主要解決建筑平面布局和立面造型問題，此外對一些細部尺寸進行了設計。結構設計部分主要由內力計算和截面設計組成。內力計算部分首先由基本資料計算風

2、荷載和豎向重力荷載，主要運用了“分層法”、“D值法”等方法。本建筑基礎形式選用柱下獨立基礎和筏形基礎。在設計過程中，根據國家最新規(guī)范和土木工程設計中的各種要求進行計算，并運用Auto CAD和PKPM等制圖軟件進行輔助設計和繪圖。</p><p>　　關鍵詞：框架 建筑設計 結構設計 柱下獨立基礎 筏形基礎</p><p>　　Architectural and structura

3、l design for a office building of Guangxi JiaBao Modern Agriculture Co., Ltd. </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper is designed for an 8-storey high-rise office building loc

4、ated in Nanning. Combined with the architectural design and considered the characteristics of residential buildings, this design adopted the frame shear wall structure. This design includes two parts of architectural des

5、ign and structural design. The architectural design part including the architectural plane, building elevation and profile design, mainly cope with the problems of the plane layout and facade formation, and desig</p&g

6、t;<p>　　Keywords: frame, structural design, architectural design, under-column foundation, raft foundation</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　建筑設計部分- 5 -</p><p>　　第一部分

7、 設計要求- 5 -</p><p>　　第一節(jié) 總則- 5 -</p><p>　　一、設計的目的和要求- 5 -</p><p>　　第二節(jié) 設計的原始資料- 5 -</p><p>　　一、規(guī)模- 5 -</p><p>　　二、建設地點- 5 -</p><p>　　三、

8、建筑工程造價- 5 -</p><p>　　四、氣候水文地質條件- 5 -</p><p>　　第三節(jié) 建筑設計部分設計要求- 6 -</p><p>　　一、方案設計階段- 6 -</p><p>　　二、施工圖設計階段- 8 -</p><p>　　第二部分 設計成果- 9 -</p>

9、<p>　　第一節(jié) 設計過程- 9 -</p><p>　　一、初步構想- 9 -</p><p>　　二、參考資料- 9 -</p><p>　　三、平面設計- 9 -</p><p>　　四、剖面設計- 10 -</p><p>　　五、立面設計- 10 -</p><

10、p>　　第二節(jié) 設計成果- 11 -</p><p>　　結構設計部分- 12 -</p><p>　　第一部分 整體設計- 12 -</p><p>　　第一節(jié) 整體設計- 12 -</p><p>　　一、結構分區(qū)- 12 -</p><p>　　二、結構形式- 12 -</p>

11、<p>　　第二節(jié) 結構布置及選型- 13 -</p><p>　　一、梁的截面尺寸及布置- 13 -</p><p>　　二、柱截面尺寸及布置- 14 -</p><p>　　三、樓板- 16 -</p><p>　　第二部分 結構設計- 16 -</p><p>　　第一節(jié) 極限狀態(tài)設

12、計法- 16 -</p><p>　　一、承載能力極限狀態(tài)- 16 -</p><p>　　二、正常使用極限狀態(tài)- 17 -</p><p>　　第二節(jié) 選取計算單元- 17 -</p><p>　　第三節(jié) 荷載計算- 19 -</p><p>　　一、相關數據- 19 -</p><

13、;p>　　二、豎向恒荷載計算- 20 -</p><p>　　三、豎向活荷載計算- 24 -</p><p>　　四、水平荷載計算- 26 -</p><p>　　第四節(jié) 內力計算- 30 -</p><p>　　一、豎向荷載作用下內力計算方法概述- 30 -</p><p>　　二、恒荷載作用下內力

14、計算- 30 -</p><p>　　三、活荷載作用下內力計算- 38 -</p><p>　　四、風荷載作用下內力計算- 46 -</p><p>　　第五節(jié) 配筋計算- 50 -</p><p>　　一、軟件介紹- 51 -</p><p>　　二、梁平法圖- 52 -</p><

15、p>　　三、柱平法圖- 52 -</p><p>　　四、樓板配筋圖- 52 -</p><p>　　五、平面布置圖- 52 -</p><p>　　六、框架配筋圖- 53 -</p><p>　　七、基礎布置- 53 -</p><p>　　八、相關數據校核- 53 -</p><

16、;p>　　參考文獻- 54 -</p><p><b>　　附錄- 55 -</b></p><p>　　附一、建筑結構的總信息- 55 -</p><p>　　附二、SATWE 位移輸出文件- 58 -</p><p><b>　　致謝- 62 -</b></p>&

17、lt;p><b>　　建筑設計部分</b></p><p>　　第一部分 設計要求</p><p><b>　　第一節(jié) 總則</b></p><p>　　一、設計的目的和要求</p><p>　　目的：通過畢業(yè)設計，學生綜合應用所學的理論知識解決實際的問題，熟悉建筑設計、結構設計的方法和步

18、驟，從而檢驗、評定學生在校期間的學習效果。</p><p><b>　　要求：</b></p><p>　　1．要求學生在規(guī)定的時間內，獨立完成任務書規(guī)定的內容。</p><p>　　2．（1）建筑設計部分，掌握公共建筑的設計原理，處理好消防、結構、設備與建筑設計的關系。</p><p>　　（2）掌握公共建筑造型處理的

19、方法，處理好建筑與城市環(huán)境的關系。</p><p>　　（3）掌握辦公樓設計的特點與一般要求。</p><p>　　（4）根據設計的方案，進行局部施工圖設計，熟悉施工圖的內容，建筑各部分的構造做法，表示方法以及施工圖的工作步驟。</p><p>　　第二節(jié) 設計的原始資料</p><p><b>　　一、規(guī)模</b>&

20、lt;/p><p>　　**集團的辦公綜合樓，建筑面積8500m2。</p><p><b>　　二、建設地點</b></p><p>　　南寧市區(qū)、地形圖另詳。</p><p><b>　　三、建筑工程造價</b></p><p>　　1000-1200元/m2（包括土建、水電

21、設備）</p><p>　　四、氣候水文地質條件</p><p>　?。?）風玫瑰圖，夏季盛吹東南風，冬季多吹西北風</p><p>　　（2）溫度：最熱月平均溫度29℃</p><p>　　最冷月平均溫度13.5℃</p><p>　?。?）雨量：年降雨量為1255.1mm</p><p>　

22、?。?）地下水性質及標高</p><p><b>　　性質：無侵蝕性</b></p><p>　　標高：地面以下11m</p><p>　　第三節(jié) 建筑設計部分設計要求</p><p><b>　　一、方案設計階段</b></p><p>　?。ㄒ唬?*集團為適應新的業(yè)務和

23、辦公需要，擬在南寧市區(qū)某處（詳圖）建一幢多層辦公樓。辦公樓除滿足公司營業(yè)、培訓和辦公需要之外，還將為其它企業(yè)單位提供一部分面積的出租辦公用房，并從出入口處理上與公司分開，以便于管理。辦公樓地處市中心，且位置顯要，應考慮辦公樓的形象給這一地區(qū)城市帶來的新的影響。</p><p>　?。ǘ┙ㄖ娣e為8500±500m2，8層以下，6層以上，參考面積分配如下：</p><p>　　（

24、1）公司辦公（可有部分為敞開式，分層設會議接待室）1750m2</p><p>　?。?）出租辦公（可有部分為敞開式，分層設會議接待室）4000m2</p><p>　?。?）營業(yè)大廳200m2</p><p>　　（4）陳列室100m2</p><p><b>　?。?）職工培訓中心</b></p>&l

25、t;p>　　教室：2×45m2=90m2</p><p><b>　　辦公：72m2</b></p><p>　?。?）會堂（內外使用）250m2</p><p>　　（7）電話總機40m2</p><p>　?。?）計算機房80m2</p><p>　　（9）職工餐廳250m2&

26、lt;/p><p>　　（10）廚房250m2</p><p>　?。?1）配電室40m2</p><p>　　（12）值班室15m2</p><p>　?。?3）水泵房20m2</p><p><b>　　（14）停車場</b></p><p><b>　　A、小車

27、位：35個</b></p><p>　　B、自行車位：170輛</p><p><b>　　（三）圖紙要求：</b></p><p>　?。?）規(guī)格：720×500繪圖紙，不得使用硫酸紙</p><p><b>　　（2）內容：</b></p><p>

28、　　I．各層平面圖（如圖紙內容基本相同的，可用標準層表示）（比例1:200）</p><p>　　標注尺寸：總尺寸、軸線尺寸</p><p>　　確定門窗位置、大?。ò幢壤?，不注尺寸）</p><p>　　墻體：剖到的墻體以雙中粗實線表示</p><p>　　未剖到的墻體以及窗洞口等用細實線表示</p><p>　　

29、樓梯按比例表示踏步、平臺以及上、下行箭頭</p><p>　　適當的配景（綠化鋪地等）</p><p><b>　　標出各房間名稱</b></p><p><b>　　標注圖名及比例</b></p><p>　　II．立面圖：正立面一個，側立面、背立面中任選畫一個，比例1:200</p>

30、<p>　　外輪廓畫中粗實線，地坪線畫粗實線，其余畫細實線</p><p><b>　　門窗按比例畫洞口</b></p><p>　　立面可不標注尺寸及外墻做法</p><p>　　適當的配景（綠化、人物、汽車等）</p><p><b>　　標注圖名及比例</b></p>

31、<p>　　III．剖面圖：一個（比例1:200）</p><p>　　剖線以粗實線表示，窗以兩條細實線表示</p><p>　　標高：標注各層地面標高、檐口、女兒墻標高、屋面標高、室外地坪標高，不注尺寸。</p><p>　　凡剖到之樓梯畫粗實線，看到之梯段畫細實線</p><p><b>　　標注圖名及比例<

32、/b></p><p>　　IV．總平面圖（比例1:500）</p><p>　　建筑物屋頂平面、雙線、外線用中粗線加粗</p><p>　　在建筑物右下角用小黑點標出層數</p><p>　　必要的綠化布置、道路、停車場設計</p><p>　　V．說明書：說明書必須簡練、扼要，內容包括建筑物的名稱、意義、性質

33、、規(guī)模、方案的特點。</p><p>　　VI．圖面要求：可用粗鉛筆、彩色鉛筆、墨線、徒手或儀器繪制，要求圖畫布置均勻，線條清楚，字體工整，比例正確。</p><p>　　標出用地范圍（點劃線）</p><p><b>　　二、施工圖設計階段</b></p><p>　?。ㄒ唬┓桨覆輬D設計，經指導老師改圖后，才能進行第二

34、步的施工圖設計。</p><p><b>　?。ǘ﹫D紙要求</b></p><p>　　（1）圖紙規(guī)格：可使用硫酸紙（描圖紙），圖號為1#圖</p><p><b>　　（2）圖紙內容：</b></p><p>　　I．平面圖：1:100</p><p>　　畫出縱橫定位軸

35、線和軸線編號圓圈，并標準編號</p><p>　　在平面圖的上、下、左、右方各標準三道尺寸線</p><p>　　標注建筑內部各墻體、洞口的尺寸</p><p>　　標注建筑外部各構件的尺寸</p><p><b>　　標注室內外地面標高</b></p><p>　　畫門扇（注明開啟方向）門窗要編

36、號</p><p>　　注明或畫出各種大樣做法</p><p><b>　　標出房間的名稱</b></p><p><b>　　標注圖名及比例</b></p><p>　　II．立面圖：1:100</p><p>　　同方案設計階段、不畫配景，要標出房屋頂部各部分及突出物的標

37、高，圖名用盡端編號O-O表示。</p><p>　　III．剖面圖：1:100</p><p>　　要求剖到建筑物內部空間較復雜的地方，一般在樓梯間、電梯間、門廳等位置，可用轉折線剖面。</p><p>　　內容同方案設計階段，但必須標出樓梯間的尺寸、陽臺、門窗、洞的高度，并標出樓梯做法等，詳圖做法。</p><p>　　IV．必要的大樣圖，

38、由指導老師指定</p><p><b>　　V．門窗表</b></p><p><b>　　VI．建筑設計說明</b></p><p>　　第二部分 設計成果</p><p><b>　　第一節(jié) 設計過程</b></p><p><b>　

39、　一、初步構想</b></p><p>　　在拿到設計任務書時，本著“以簡單幾何形體組合復雜建筑形體”的原則進行建筑物外形構思?？紤]到采光、房間使用以及交通分流等具體問題，最終決定用三個立方體角角拼接組成一個較為復雜的建筑形體：A棟5層，B棟8層（以及天面棚架），C棟7層。其中，A、B兩棟為主要部分，C棟為附屬部分。</p><p>　　初步確定將整個建筑按使用者的不同（公司自

40、用和出租）分為兩大部分，即A棟出租用，B棟公司自用，并建立各自的水平和垂直交通系統(tǒng)。C棟作為連接部分，重要性不及A、B棟，故抗震縫設置在C棟。</p><p><b>　　二、參考資料</b></p><p>　　（1）教材：房屋建筑學、砼結構基本原理及砼結構設計、結構力學、抗震結構設計等；</p><p>　?。?）土木工程專業(yè)畢業(yè)設計手冊；

41、</p><p>　　（3）工民建專業(yè)畢業(yè)設計指南；</p><p>　　（4）鋼筋混凝土結構設計規(guī)范；</p><p>　　（5）各類建筑設計規(guī)范；</p><p>　　（6）建筑制圖標準；</p><p>　?。?）抗震設計規(guī)范。</p><p><b>　　三、平面設計</

42、b></p><p>　?。?）該設計采用內廊式組合，使平面緊湊，組合靈活，走廊面積相對比例較小，滿足使用要求，又節(jié)約用地，主要房間開間7.8m，進深5.7m。縱、橫向定位軸線均與柱軸線重合。</p><p>　?。?）門廳是人流集散的交通樞紐，起著室內外空間的過渡作用。門廳面積主要根據建筑物的性質、規(guī)模、功能要求及其空間處理決定，面積為100m2左右滿足使用要求。</p>

43、;<p>　?。?）樓梯采用雙跑式，室內設兩座。樓梯的設計滿足使用要求。底層和二層層高為3.9m，其它層層高為3.3m，臺階踏步采用b=300mm，h=150mm，其他技術指標由相應的層高決定，平臺寬度D=1.5m。梯間進深7.8m，開間3.0m。</p><p>　　（4）走廊，依據功能使用要求及防火疏散規(guī)定，該方案走廊凈寬2.1m。</p><p>　?。?）衛(wèi)生間，一至

44、五層每層兩間，六至八層每層一間。衛(wèi)生間設置前室，作為盥洗室。</p><p>　　（6）根據設計任務要求，每層設立會議室、一般辦公室等不同功能的房建（詳見各層平面圖）。</p><p>　?。?）總建筑面積8091.72m2。</p><p><b>　　四、剖面設計</b></p><p>　　（1）由建筑使用要求確定

45、主體至少為六層，根據設計構想建筑由五層、七層、八層加天棚構成階梯狀。建筑物的總高度為31.30m。為了不產生壓抑感，而使人們感到親切、舒適的空間感觀，底層和二層層高設為3.9m，其它層層高為3.3m。為保證室內具有充足的天然采光，外墻大面積使用玻璃幕墻，由專業(yè)幕墻公司設計施工。</p><p>　　（2）為防止室外雨水倒灌，防止建筑因沉降而使室內標高過低，同時為了滿足建筑使用及增加建筑美觀，要求室內外地面有一定高

46、差，取室內外高差為450mm。屋頂采用上人屋面，女兒墻高度為1400mm。</p><p>　　（3）樓梯，本設計中采用踏步高h=150mm，寬度為b=300mm。為使踏步面層耐磨、防滑，設防滑條（材料：1：1水泥金剛砂，高8mm，寬10mm）。</p><p>　　室內樓梯間都不設置窗戶，采用人工照明。本設計為了減少地震時將會產生較大的扭轉以及其他復雜應力，而首先破環(huán)的可能性，故將樓梯間

47、及電梯井設置成筒式，以平衡各部分剛度，保證抗震要求。</p><p>　?。?）內外墻采用200mm厚的混凝土空心小砌塊，M5混合砂漿砌筑。</p><p>　　（5）屋頂采用有組織排水屋面，屋面坡度為2%，沿溝坡度為1%。屋面防水采用傳統(tǒng)的三氈四油綠豆沙。</p><p><b>　　五、立面設計</b></p><p&g

48、t;　　正（北）立面、背（南）立面有大量玻璃幕墻，非幕墻墻面外裝飾采用顏色鮮明的涂料，具有時代氣息，富于現代感。</p><p><b>　　第二節(jié) 設計成果</b></p><p>　　建筑設計成果以圖紙形式給出，相關圖紙合成圖集。按圖集順序列舉如下，備查：</p><p><b>　　建筑總說明</b></p

49、><p><b>　　圖號：建施01</b></p><p><b>　　首層平面圖</b></p><p><b>　　圖號：建施02</b></p><p><b>　　二層平面圖</b></p><p><b>　　圖號

50、：建施03</b></p><p><b>　　三~五層平面圖</b></p><p><b>　　圖號：建施04</b></p><p>　　六~七層及八層平面圖</p><p><b>　　圖號：建施05</b></p><p><

51、b>　　北立面圖</b></p><p><b>　　圖號：建施06</b></p><p><b>　　南立面圖</b></p><p><b>　　圖號：建施07</b></p><p><b>　　1-1剖面圖</b></p&

52、gt;<p><b>　　圖號：建施08</b></p><p><b>　　建筑大樣圖</b></p><p><b>　　圖號：建施09</b></p><p><b>　　總平面圖</b></p><p><b>　　圖號：建

53、施10</b></p><p><b>　　結構設計部分</b></p><p>　　第一部分 整體設計</p><p><b>　　第一節(jié) 整體設計</b></p><p>　　整體設計的目的在于確定結構體系。參照規(guī)范進行如下設置： </p><p><

54、;b>　　一、結構分區(qū)</b></p><p>　　結構分區(qū)通過設置變形縫來實現。</p><p>　　建筑物在外界因素作用下常會產生變形，導致開裂甚至破壞。變形縫是針對這種情況而預留的構造縫。變形縫可分為伸縮縫、沉降縫、防震縫三種。</p><p>　　伸縮縫：建筑構件因溫度和濕度等因素的變化會產生脹縮變形。為此，通常在建筑物適當的部位設置豎縫，

55、自基礎以上將房屋的墻體、樓板層、 屋頂等構件斷開，將建筑物分離成幾個獨立的部分.</p><p>　　沉降縫：上部結構各部分之間，因層數差異較大，或使用荷重相差較大；或因地基壓縮性差異較大，總之一句話，可能使地基發(fā)生不均勻沉降時，需要設縫將結構分為幾部分，使其每一部分的沉降比較均勻，避免在結構中產生額外的應力，該縫即稱之為“沉降縫”。 </p><p>　　防震縫：它的設置目的是將大型建筑

56、物分隔為較小的部分，形成相對獨立的防震單元，避免因地震造成建筑物整體震動不協(xié)調，而產生破壞。</p><p>　　有很多建筑物對這三種接縫進行了綜合考慮，即所謂的“三縫合一”。在抗震設防要求下，伸縮縫和沉降縫應按防震縫設置。</p><p>　　參照《抗震規(guī)范》，建筑物標高15m以內，須設置70mm防震縫，15m以上則每5m增加20mm。本設計標高為31.30m，依據上述規(guī)范設置防震縫如結

57、構布置圖所示，計算縫寬130mm，實際取縫寬150mm。</p><p><b>　　二、結構形式</b></p><p>　　結構體系是指結構抵抗外部作用的構件組成方式。在高層建筑中，抵抗水平力是設計的主要矛盾，因此抗側力結構體系的確定和設計成為結構設計的關鍵問題。</p><p>　　高層建筑中基本的抗側力單元是框架、剪力墻、實腹筒（又稱井

58、筒）、框筒及支撐由這幾種單元可以組成多種結構體系。</p><p>　　（一）框架結構體系。由梁、柱構件組成的結構稱為框架。整幢結構都由梁、柱組成就稱為框架結構體系（或稱純框架結構）。</p><p>　?。ǘ┘袅Y構體系。利用建筑物墻體作為承受豎向荷載和抵抗水平荷載的結構，稱為剪力墻結構體系。</p><p>　?。ㄈ┛蚣埽袅Y構（框架－筒體結構）體系。

59、在框架結構中，設置部分剪力墻，使框架和剪力墻兩者結合起來，取長補短，共同抵抗水平荷載，這就是框架－剪力墻結構體系。如果把剪力墻布置成筒體，可稱為框架－筒體結構體系。</p><p>　?。ㄋ模┩仓型步Y構。筒體分實腹筒、框筒及桁架筒。由剪力墻圍成的筒體稱為實腹筒，在實腹筒墻體上開有規(guī)則排列的窗洞形成的開孔筒體稱為框筒；筒體四壁由豎桿和斜桿形成的衍架組成則稱為衍架筒。筒中筒結構由上述筒體單元組合，一般心腹筒在內，框筒

60、或桁架筒在外，由內外筒共同抵抗水平力作用。</p><p>　?。ㄎ澹┒嗤搀w系。成束筒及巨型框架結構。由兩個以上框筒或其他筒體排列成束狀，稱為成束筒。巨形框架是利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數層用巨型梁相連，這樣的筒體和巨型梁即形成巨型框架。這種多筒結構可更充分發(fā)揮結構空向作用，其剛度和強度都有很大提高，可建造層數更多、高度更高的高層建筑。</p><p>　　本設計采用梁板式框架結構

61、，即豎向采用框架結構，水平采用梁板式結構。</p><p>　　第二節(jié) 結構布置及選型</p><p>　　一、梁的截面尺寸及布置</p><p>　?。ㄒ唬┕浪懔航孛娓叨萮</p><p><b>　　（1）簡支梁 </b></p><p>　　集中荷載作用在跨中 h=(1/8~1/1

62、2)l</p><p>　　均布荷載作用在整跨 h=(1/10~1/14)l</p><p><b>　　（2）框架梁</b></p><p>　　《高層規(guī)范》 h=(1/10~1/18)l</p><p>　　內跨 h=(1/10~1/14)l</p>

63、;<p>　　懸臂 h=(1/4~1/7)l （均布荷載作用下）</p><p>　　h=(1/3~1/5)l （集中荷載作用于懸伸端）</p><p><b>　　（3）連續(xù)梁</b></p><p>　　集中荷載作用在跨中 h=(1/12~1/20)l</p

64、><p>　　均布荷載作用在整跨 h=(1/16~1/24)l</p><p>　　（二）估算梁截面寬度b</p><p>　　根據規(guī)范，一般要求滿足h/b=2~3，h≥300mm，b≥200mm。</p><p>　?。ㄈ┮罁O計圖紙估算梁截面尺寸</p><p>　　框架梁（編號為KL）跨度l=7800mm，h

65、=7800×(1/10~1/14)=780~557mm，取h=600mm；b=(2~3)h=300~200mm，墻厚200mm，梁應略寬于墻，取b=300mm。</p><p>　　框架梁截面尺寸為b×h=300mm×600mm，為便于計算和施工，邊跨取于內跨相同尺寸，將偏于安全。</p><p>　　主梁最大跨度l=7800mm，h=7800×(1

66、/10~1/18)=780~433mm，取h=500mm；b=(2~3)h=250~167mm，墻厚200mm，梁應略寬于墻，取b=250m。</p><p>　　次梁最大跨度l=7800mm，h=7800×(1/10~1/18)=780~433mm，取h=500mm；b=(2~3)h=250~167mm，墻厚200mm，梁應略寬于墻，取b=250m。</p><p>　　二、柱

67、截面尺寸及布置</p><p>　?。ㄒ唬┕浪阒鳂侵孛?lt;/p><p>　　估算時假定樓面荷載值如下：</p><p>　　每層有隔墻 N，=15KN/m2</p><p>　　每層無隔墻 N，=10~12KN/m2</p><p>　　考慮荷載的就近傳遞，對于邊柱N=1.4N，，非邊柱N=1.2N，。&

68、lt;/p><p>　　由軸壓比限制來確定柱截面尺寸，N/Afc≤0.89，考慮抗震設防烈度為六度，柱抗震等級三級，采用C30混凝土。柱截面b略寬于梁b不小于50mm，抗震框架方柱單邊尺寸，多層不小于350mm，高層不小于400mm，h/b≤3。</p><p>　?。ǘ┕浪愕讓樱ㄈ箻牵┲孛?lt;/p><p>　　當跨度較小時，柱端M較小，h按次梁定：</p&g

69、t;<p>　　h=(1/15~1/18)H</p><p>　　當跨度較大是，柱端M較大，h按主梁定：</p><p>　　h=(1/10~1/12)H</p><p>　　底層H為基礎頂面到二層樓面標高距離。</p><p>　?。ㄈ┮罁O計圖紙估算柱截面尺寸</p><p>　　建筑物垂直交通系統(tǒng)

70、由樓梯和電梯構成，電梯井處有大片剪力墻結構，剛度較大，且荷載趨向于剪力墻傳遞，因此垂直交通系統(tǒng)的若干根內框架柱（編號為KZ4）承受荷載較小，截面尺寸統(tǒng)一于每層無隔墻的內框架柱，將偏于安全。</p><p>　　C30混凝土fc=14.3N/mm2，最大荷載傳遞面積7.8×7.8=60.84m2。</p><p>　　將框架柱編號并計算相應受樓面?zhèn)鬟f荷載的面積：凸角柱KZ1=15.

71、21m2，邊柱KZ2=30.42m2，凹角柱KZ3=20.28m2，中柱KZ4=60.84m2。</p><p>　　主樓框架柱估算表如下：</p><p>　　底層和二層框架柱截面尺寸統(tǒng)一取為b×h= 700mm×700mm，三層至八層框架柱截面尺寸統(tǒng)一取為b×h= 600mm×600mm，并且：</p><p>　?。?）

72、三層以上框架柱外表按建筑外觀設計要求需填充輕質材料或裝飾材料以保證外立面柱同寬；</p><p>　　（2）為減小變截面給計算和施工帶來的麻煩，避免可能造成的偏心，所有柱子均軸線對齊。</p><p><b>　　三、樓板</b></p><p>　　根據現有工程經驗，樓板厚度不小于100mm，且梁跨度越大樓板越厚，當梁跨度大于4m時，樓板厚度

73、應取120mm以上。</p><p>　　本設計取樓板厚度為120mm。</p><p>　　第二部分 結構設計</p><p>　　第一節(jié) 極限狀態(tài)設計法</p><p>　　建筑結構設計采用極限狀態(tài)設計法進行設計。</p><p>　　整個結構或者結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此

74、特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)實質上是區(qū)分結構可靠與失效的界限。</p><p>　　極限狀態(tài)分為兩類，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，分別規(guī)定有明確的標志和限值。</p><p>　　一、承載能力極限狀態(tài)</p><p>　　這種極限狀態(tài)對應于結構或者結構構件達到最大承載能力或達到不適于繼續(xù)承載的變形。出現下列狀態(tài)之一時，應認為超過了常在能力極限狀態(tài)

75、：</p><p>　　整個結構或者結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；</p><p>　　結構構件或鏈接因所受應力超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或者因過渡變形而不適于繼續(xù)承載；</p><p>　　結構轉變?yōu)闄C動體系；</p><p>　　結構或者結構構件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）；</p><p>　　地基

76、喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）。</p><p>　　二、正常使用極限狀態(tài)</p><p>　　這種極限狀態(tài)對應于結構或者結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。當結構或結構構件出現下列狀態(tài)之一時，應認為超過了正常使用極限狀態(tài)：</p><p>　　影響正常使用或外觀的變形；</p><p>　　影響正常使用或耐久性能的局部損壞；<

77、;/p><p>　　影響正常使用的振動；</p><p>　　影響正常使用的其他特定狀態(tài)。</p><p>　　第二節(jié) 選取計算單元</p><p>　　經指導老師同意，選取軸（邊跨）上—軸一品框架進行結構設計。</p><p><b>　　二層計算單元圖：</b></p><p

78、>　　圖2.2 二層計算單元簡圖</p><p>　　三至七層計算單元圖：</p><p>　　圖2.3 三至七層計算單元簡圖</p><p>　　八層屋面計算單元圖：</p><p>　　圖2.4 八層計算單元簡圖</p><p><b>　　框架計算簡圖如下：</b></p&

79、gt;<p>　　圖2.5 框架計算簡圖</p><p><b>　　第三節(jié) 荷載計算</b></p><p><b>　　一、相關數據</b></p><p><b>　　（一）恒荷載標準值</b></p><p><b>　　鋼筋混凝土</

80、b></p><p><b>　　25 kN/m3</b></p><p><b>　　混凝土空心小砌塊</b></p><p>　　11.8 kN/m3</p><p><b>　　水磨石地面</b></p><p>　　0.65 kN/m2&l

81、t;/p><p><b>　　玻璃幕墻</b></p><p><b>　　1.5 kN/m2</b></p><p><b>　　屋面防水</b></p><p><b>　　0.4 kN/m2</b></p><p><b&g

82、t;　　水泥粉刷墻面</b></p><p>　　0.36 kN/m2</p><p><b>　?。ǘ┗詈奢d標準值</b></p><p><b>　　辦公樓樓面</b></p><p><b>　　2.0 kN/m2</b></p><p&

83、gt;<b>　　餐廳廚房</b></p><p><b>　　4.0 kN/m2</b></p><p><b>　　走廊</b></p><p><b>　　2.5 kN/m2</b></p><p><b>　　上人屋面</b>

84、</p><p><b>　　2.0 kN/m2</b></p><p>　　（三）框架梁柱線剛度計算</p><p>　　假定框架柱嵌固于基礎頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算至二層樓面，基頂標高根據地質條件、室內外高差，定為-1.50m，二層樓面標高為3.90m，故底層柱

85、高為5.4m。三層樓面標高7.8m，故二層柱高為3.9m。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面（即層高），均為3.3m。可由下表計算出框架各構件的線剛度。</p><p>　　表3.1 構件剛度計算表</p><p>　　框架梁柱的線剛度作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數的依據。</p><p><b>　　二、豎向恒荷載計算</b></p&g

86、t;<p>　　荷載傳遞路徑為樓面荷載傳遞至次梁，次梁傳遞至主梁。</p><p><b>　?。?）二層</b></p><p>　　為求計算簡圖，簡化計算過程，所取的計算的一榀框架縱向荷載簡化得梁端集中力：</p><p><b>　　樓板傳來：</b></p><p>　　gk1

87、=0.25×7.82×(0.65+0.36+25×0.12)/7.8=7.82 kN/m</p><p><b>　　墻體傳來：</b></p><p>　　gq=0.2×3.6×11.8+3.6×0.36×2=11.08 kN/m</p><p><b>　　玻璃

88、幕墻傳來：</b></p><p>　　gb=1.5×3.3=4.95 kN/m</p><p>　　框梁及主梁（300×600）包括梁側20厚水泥砂漿抹灰：</p><p>　　gl=(0.6-0.12)×0.3×25+(0.6-0.12)×0.36×2=3.87 kN/m</p>

89、<p>　　次梁（250×600）包括梁側20厚水泥砂漿抹灰：</p><p>　　gcl=(0.6-0.12)×0.25×25+(0.6-0.12)×0.36×2=3.27 kN/m</p><p>　　主梁L1與L4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P1=P4=RB=66.

90、63 kN</p><p>　　主梁L2與L4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P2=P3=RB=45.59 kN</p><p>　　（2）三至七層（標準層）</p><p>　　為求計算簡圖，簡化計算過程，所取的計算的一榀框架縱向荷載簡化得梁端集中力：</p><p><b>　

91、　樓板傳來：</b></p><p>　　gk1=0.25×5.72×(0.65+0.36+25×0.12)/5.7=5.71 kN/m</p><p>　　gk2=0.5×(7.8-5.7+7.8)×5.7/2×(0.65+0.36+25×0.12)/7.8=7.25 kN/m</p><

92、;p>　　gk3=0.25×2.12×(0.65+0.36+25×0.12)/2.1=2.11 kN/m</p><p>　　gk4=0.5×(5.7-2.1+5.7)×2.1/2×(0.65+0.36+25×0.12)/5.7=3.43 kN/m</p><p>　　gk5=0.5×2.1×7

93、.8×(0.65+0.36+25×0.12)/7.8=4.21 kN/m</p><p><b>　　墻體傳來：</b></p><p>　　gq=0.2×2.7×11.8+2.7×0.36×2=7.34 kN/m</p><p><b>　　玻璃幕墻傳來：</b>

94、;</p><p>　　gb=1.5×3.3=4.95 kN/m</p><p>　　框梁及主梁（300×600）包括梁側20厚水泥砂漿抹灰：</p><p>　　gl=(0.6-0.12)×0.3×25+(0.6-0.12)×0.36×2=3.87 kN/m</p><p>　　次

95、梁（250×600）包括梁側20厚水泥砂漿抹灰：</p><p>　　gcl=(0.6-0.12)×0.25×25+(0.6-0.12)×0.36×2=3.27 kN/m</p><p>　　荷載先傳至次梁上，再由次梁傳至主梁和框梁上。</p><p>　　次梁CL1與CL5荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：&l

96、t;/p><p>　　PC1=PC6=RB=56.29 kN</p><p>　　次梁CL2與CL4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　RB=15.57 kN；PC2=PC5=15.57+56.29=71.85 kN</p><p>　　次梁CL3計算如下：</p><p>　　RB=86.08 k

97、N；PC3=PC4=86.08+15.57=101.64 kN</p><p>　　主梁L1與L6荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P1=P6=RB=71.48 kN</p><p>　　主梁L2與L5荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P2=P5=RB=97.32 kN</p>

98、<p>　　主梁L3與L4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P3=P4=RB=100.98 kN</p><p><b>　?。?）八層（屋面）</b></p><p>　　為求計算簡圖，簡化計算過程，所取的計算的一榀框架縱向荷載簡化得梁端集中力：</p><p>　　框梁及主梁（3

99、00×600）包括梁側20厚水泥砂漿抹灰：</p><p>　　gl=(0.6-0.12)×0.3×25+(0.6-0.12)×0.36×2=3.87 kN/m</p><p><b>　　樓板傳來：</b></p><p>　　gk1=0.25×7.82×(0.4+0.36

100、+25×0.12)/7.8=7.33 kN/m</p><p><b>　　女兒墻傳來：</b></p><p>　　gq’=1.0×11.8×0.2+0.1×0.4×25+1.3×0.36×2=4.30 kN/m</p><p>　　主梁L1與L4荷載大小及傳遞路徑相同，合

101、并計算如下：</p><p>　　P1=P4=RB=60.45 kN</p><p>　　主梁L2與L4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P2=P3=RB=43.68 kN</p><p>　　將以上計算結果布置于計算框架上，得以下計算簡圖：</p><p>　　圖3.1 恒載作用下計算簡圖

102、</p><p><b>　　三、豎向活荷載計算</b></p><p>　　荷載傳遞路徑為樓面荷載傳遞至次梁，次梁傳遞至主梁。</p><p><b>　　（1）二層</b></p><p>　　為求計算簡圖，簡化計算過程，所取的計算的一榀框架縱向荷載簡化得梁端集中力：</p>&l

103、t;p><b>　　樓面?zhèn)鱽恚?lt;/b></p><p>　　qk1=0.25×7.82×4.0/7.8=7.8 kN/m</p><p>　　主梁L1與L4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P1’=P4’=RB=97.05 kN</p><p>　　主梁L2與L4荷載大

104、小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P2’=P3’=RB=76.01 kN</p><p>　?。?）三至七層（標準層）</p><p>　　為求計算簡圖，簡化計算過程，所取的計算的一榀框架縱向荷載簡化得梁端集中力：</p><p><b>　　樓面?zhèn)鱽恚?lt;/b></p><p>

105、;　　qk1=0.25×5.72×2.0/5.7=2.85 kN/m</p><p>　　qk2=0.5×(7.8-5.7+7.8)×5.7/2×2.0/7.8=3.62 kN/m</p><p>　　qk3=0.25×2.12×2.0/2.1=1.05 kN/m</p><p>　　qk3’=0

106、.25×2.12×2.5/2.1=1.31 kN/m</p><p>　　qk4=0.5×(5.7-2.1+5.7)×2.1/2×2.0/5.7=1.71 kN/m</p><p>　　qk5=0.5×2.1×7.8×2.5/7.8=2.63 kN/m</p><p>　　荷載先傳至次梁

107、上，再由次梁傳至主梁和框梁上。</p><p>　　次梁CL1與CL5荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　PC1’=PC6’=RB=13.00 kN</p><p>　　次梁CL2與CL4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　RB=2.48 kN；PC2’=PC5’=2.48+13.00=15.4

108、8 kN</p><p>　　次梁CL3計算如下：</p><p>　　RB=24.38 kN；PC3’=PC4’=24.38+2.48=26.86 kN</p><p>　　主梁L1與L6荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P1’=P6’=RB=14.11 kN</p><p>　　主梁L2與

109、L5荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P2’=P5’=RB=21.33 kN</p><p>　　主梁L3與L4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P3’=P4’=RB=15.48 kN</p><p><b>　?。?）八層（屋面）</b></p><

110、;p>　　為求計算簡圖，簡化計算過程，所取的計算的一榀框架縱向荷載簡化得梁端集中力：</p><p><b>　　樓面?zhèn)鱽恚?lt;/b></p><p>　　qk1=0.25×7.82×2.0/7.8=3.90 kN/m</p><p>　　主梁L1與L4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><

111、;p>　　P1’=P4’=RB=15.21 kN</p><p>　　主梁L2與L4荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下：</p><p>　　P2’=P3’=RB=30.42 kN</p><p>　　將以上計算結果布置于計算框架上，得以下計算簡圖：</p><p>　　圖3.2 活載下計算簡圖</p><p&g

112、t;<b>　　四、水平荷載計算</b></p><p><b>　　（一）風荷載計算</b></p><p>　　基本風壓：ω0=0.35 kN/m2</p><p>　　風振體型系數：μs=0.8+0.5=1.3</p><p>　　按《高層建筑混凝土結構技術規(guī)范》，框架結構T1=(0.08~0

113、.10)n（n為結構層數），取T1=0.08n=0.08×8=0.64s。</p><p>　　據ω0T12=0.35×0.642=0.143，地面粗糙程度為C類，查規(guī)范得：脈動增大系數ξ=1.25。</p><p>　　據H=31.30m，B=23.4m，H/B=1.34，查規(guī)范得：脈動影響系數γ=0.46，，具體計算見下表：</p><p>

114、　　表3.2 風荷載計算表</p><p>　　將以上計算結果布置于計算框架上，得以下計算簡圖：</p><p>　　圖3.3 風載下計算簡圖（左風）</p><p><b>　?。ǘ﹤纫乞炈?lt;/b></p><p><b>　?。?）側移剛度D</b></p><p>

115、;　　側移剛度D計算見下表：</p><p>　　表3.3 各層D值計算表</p><p>　　（2）風荷載作用下框架側移計算</p><p>　　水平荷載作用下框架側移計算可按下式計算：。</p><p>　　第一層的層間側移值求出以后，就可以計算各樓板標高處的側移值的頂點側移值，各層樓板標高出的側移值是該層以下各層層間側移之和。頂點側移

116、是所有各層層間側移之和。</p><p><b>　　j層側移公式：。</b></p><p><b>　　頂點側移公式：</b></p><p>　　框架在風荷載作用下側移計算表如下：</p><p>　　表3.4 風荷載作用下框架側移計算表</p><p><b&

117、gt;　　側移驗算：</b></p><p>　　層間側移最大值：0.00111＜0.00180（滿足要求）。</p><p><b>　　第四節(jié) 內力計算</b></p><p>　　一、豎向荷載作用下內力計算方法概述</p><p><b>　　（一）彎矩分配法</b></p

118、><p>　　彎矩分配法是一種漸進法，是依次放松各節(jié)點以消去其上的不平衡力矩而修正各桿端的彎矩，使其逐步接近真實的彎矩值。具體步驟如下：</p><p>　?。?）計算各節(jié)點每一桿端的分配系數，確定各桿的傳遞系數。遠端固定時，傳遞系數為0.5，遠端滑動鉸支，傳遞系數為-1。</p><p>　　（2）計算各桿端的固端彎矩；根據梁兩端的約束情況，根據梁上已知荷載，通過查表

119、可以計算梁兩端的固端彎矩。</p><p>　　（3）逐次循環(huán)交替地放松各節(jié)點使彎矩平衡。每平衡一個節(jié)點時，按分配系數將不平衡力矩反號分配于各桿端，然后將各桿的桿端分配彎矩乘以傳遞系數傳遞到另一端。對于框架梁來說，就是右梁與左梁的分配彎矩要互相傳遞；對于框架柱來說，就是上柱與下柱的分配彎矩要互相傳遞，傳遞系數為0.5。將此步驟循環(huán)運用至各節(jié)點的分配彎矩很小，可以略去不計為止。</p><p&g

120、t;　　（4）將各桿端的固端彎矩與歷次的分配彎矩和傳遞彎矩相加，即得各桿端的最后彎矩。首層柱底的彎矩值等于該層柱頂彎矩值的一半。</p><p>　　二、恒荷載作用下內力計算</p><p>　　恒荷載作用下的內力計算采用分層法。柱的線剛度取框架實際線剛度的0.9倍。柱的傳遞系數為1/3，底層柱傳遞系數為1/2。</p><p>　　根據固端彎矩相等的原則，將三角形

121、分布荷載轉化為等效均布荷載。公式如下：。</p><p>　　梯形分布荷載轉化為等效均布荷載公式如下：，其中。</p><p>　　集中力荷載轉化為等效均布荷載公式如下：，其中。</p><p><b>　?。?）頂層（八層）</b></p><p>　　把三角形荷載裝等效均布荷載：；結構內力可用彎矩分配法計算，并可根據

122、對稱性取結構的一半進行計算。</p><p><b>　　各桿的固端彎矩為：</b></p><p>　　（2）中間層（三至七層）</p><p>　　梯形荷載轉化為等效均布荷載：</p><p>　　結構內力可用彎矩分配法計算，并可根據對稱性去結構的一半進行計算。</p><p><b&g

123、t;　　各桿的固端彎矩為：</b></p><p>　　MDE=-114.81 kN.m</p><p>　　MED=140.27 kN.m</p><p><b>　?。?）二層</b></p><p>　　把三角形荷載裝等效均布荷載：；結構內力可用彎矩分配法計算，并可根據對稱性去結構的一半進行計算。<

124、;/p><p><b>　　各桿的固端彎矩為：</b></p><p><b>　?。?）彎矩分配</b></p><p>　　根據分層法和彎矩分配法相關內容，將上述固端彎矩按剛度進行分配，計算各桿端彎矩，并按實際樓層情況組成以下彎矩分配計算圖：</p><p>　　圖3.4 框架彎矩分配計算圖<

125、;/p><p>　　然后將各層分層法求得的彎矩圖疊加，可得整個框架在恒荷載作用下的彎矩圖。由于分層法計算誤差造成的疊加后框架內各節(jié)點彎矩未達到平衡，為提高精度，將節(jié)點不平衡彎矩再分配一次進行修正，修正后得到豎向荷載作用下整個框架的彎矩圖：</p><p>　　圖3.5 恒載作用下框架彎矩圖</p><p>　　于是根據荷載情況可以得到恒載作用下的剪力圖，梁上剪力為盡量

126、精確，參照力學求解器計算結果繪為曲線：</p><p>　　圖3.6 恒載作用下框架剪力圖</p><p>　　同樣，可以得到恒載作用下的軸力圖：</p><p>　　圖3.7 恒載作用下框架軸力圖</p><p>　　所有構件在恒載作用下的內力計算結果如下表所示：</p><p>　　表3.5 恒載作用下框架所

127、有構件內力匯總表</p><p>　　注：上表中構件編號按結構力學構件編號方法，由下至上、由左至右、由柱至梁依次編號。軸力壓力為+，拉力為-。</p><p>　　三、活荷載作用下內力計算</p><p>　　活荷載作用下的內力計算也采用分層法，活荷載用滿布荷載法求得彎矩圖。同樣采用彎矩分配法計算。</p><p>　　根據固端彎矩相等的原則

128、，將三角形分布荷載轉化為等效均布荷載。公式如下：。</p><p>　　梯形分布荷載轉化為等效均布荷載公式如下：，其中。</p><p>　　集中力荷載轉化為等效均布荷載公式如下：，其中。</p><p><b>　?。?）頂層（八層）</b></p><p>　　把三角形荷載裝等效均布荷載：；結構內力可用彎矩分配法計算

129、，并可根據對稱性去結構的一半進行計算。</p><p><b>　　各桿的固端彎矩為：</b></p><p>　?。?）中間層（三至七層）</p><p>　　梯形荷載轉化為等效均布荷載：</p><p>　　結構內力可用彎矩分配法計算，并可根據對稱性去結構的一半進行計算。</p><p>&l

130、t;b>　　各桿的固端彎矩為：</b></p><p>　　MDE=-24.11 kN.m</p><p>　　MED=28.67 kN.m</p><p><b>　?。?）二層</b></p><p>　　把三角形荷載裝等效均布荷載：；結構內力可用彎矩分配法計算，并可根據對稱性去結構的一半進行計算。